Бактерии научили лечить: Кишечную палочку превратили в средство диагностики и восстановления тканей

Лечебная половина: интерлейкин-22

Светящийся белок в пробирке с калом — так проверяли работу системы, которую собрали в Хунаньском университете. Китайские исследователи взяли штамм Escherichia coli Nissle 1917, известный как пробиотик, и встроили в него генетический переключатель. Реагирует он на активные формы кислорода — их становится больше там, где идёт воспаление. Отчёт опубликован в Cell Reports.

Переключатель реагирует на активные формы кислорода: их больше там, где идёт воспаление. Пока очага нет, микроб молчит. Появился очаг — сработал датчик, и бактерия начинает производить нужный белок. Никаких таблеток по расписанию, никакого контроля дозы извне.

Сначала авторы проверили, что переключатель вообще слышит болезнь. К бактерии подсадили ген светящегося фермента и ввели её мышам. Затем смотрели на образцы кала. Чем серьёзнее было повреждение кишечника, тем ярче оказывался сигнал. Зависимость прямая, без исключений.

Дальше — восемь пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и восемь здоровых добровольцев. В их образцы добавили модифицированные бактерии, подождали шесть часов и замерили свечение. У больных сигнал оказался сильнее. То есть система различает состояние человека по биохимии содержимого кишки, а не по внешним симптомам.

Вторая половина работы — лечебная. Тот же штамм научили вырабатывать модифицированный интерлейкин-22. Этот белок помогает слизистой восстанавливаться. Производство включается только при химических признаках воспаления. Своего рода аптека, которая открывается по требованию.

Испытали на мышах с экспериментальным колитом. Повреждение тканей уменьшилось, защитный барьер кишечника восстанавливался быстрее. Отдельная серия опытов прошла на поросятах — там тоже зафиксировали снижение повреждений. Выбор животных не случаен: свиньи физиологически ближе к человеку, чем грызуны.

Слизистая при воспалительных заболеваниях кишечника страдает всерьёз, и одного подавления воспаления мало. Нужно ещё заставить повреждённые клетки делиться и закрывать бреши. Именно на этом этапе обычно буксует терапия.

Что это даёт практической медицине. Сейчас воспалительные заболевания кишечника лечат препаратами, которые бьют по всему организму: иммунодепрессанты, антитела к провоспалительным белкам. Побочных эффектов много, и не у всех схема работает. Локальная доставка белка прямо в очаг — другой разговор. Дозу получает повреждённый участок, остальное тело остаётся в покое.

Авторы пишут: безопасность для человека, дозировка и риск горизонтального переноса генов пока не установлены. Как регистрировать живую ГМ-бактерию, в публикации не сказано. Технология проверена на животных и на пробах человеческого кала — это не клинические испытания.

В Cell Reports указано, что эксперименты на поросятах подтвердили снижение повреждений. На восьми образцах от пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и восьми образцах от здоровых добровольцев система дала разный сигнал через шесть часов.